[发明专利]一种以TiH2为烧结助剂的B4C基陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备方法，具体涉及一种以TiH₂为烧结助剂的B₄C基陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

在轻质装甲装置中一般采用高硬度的陶瓷材料作为硬质面板，B₄C是陶瓷材料中密度最小的，甚至比铝还低，仅为2.52g/cm³。其硬度在自然界中仅次于金刚石和立方氮化硼(CBN)，尤其是近于恒定的高温硬度(>30GPa)更是远远超过金刚石和CBN，同时B₄C还具有高熔点(2450℃)、高模量、耐磨性好和耐酸碱性强等特点，并具有良好的中子、氧气吸收能力、热电性能(140S/m，室温)和较低的膨胀系数(5.0×10^-6·K^-1)。因而，王正军在“B₄C防护陶瓷的制备方法及应用”(《中国粉体技术》，14(2008)3∶56-58)一文指出：B₄C是理想的轻质高强装甲陶瓷。虽然B₄C陶瓷具有优异的化学稳定性和力学性能，但是，由于B₄C中强的共价键结构，使得纯B₄C极难烧结。因此，国内外学者在B₄C烧结过程中引入各种烧结助剂或第二相进行活化烧结，来提高B₄C的烧结性能，开发出多种B₄C系列的防护陶瓷。李文新，李文辉等，在专利号ZL200310107765.7的发明专利中公开了“B₄C陶瓷防护板材料及其陶瓷防护板的制造方法”，该专利公开的B₄C陶瓷防护板材料主要由碳化硅，B₄C组成，添加Al₂O₃-Y₂O₃烧结助剂，通过在氩气中保温240～480分钟烧结制备而成。张玉军，谭砂砾，张卫珂，张兰等，在申请号200610042047.X的发明专利申请中公开了“B₄C基复合防护陶瓷及其制备方法”，该复合防护陶瓷主要采用B₄₄C粉体、碳化硅晶须、硅粉和硼化物等热压烧结而成，烧结温度为1700～2000℃，压力为30～40MPa。Thomas Dwayne Nixon和Lau Sai-kwing在US7378362B2.美国专利中公开了“Boron carbide based ceramic matrix composites”，专利中主要采用B₄₄C粉、硅粉和碳粉等烧结而成，利用硅粉与碳粉原位生成碳化硅作为第二相形成B₄C/碳化硅复相陶瓷。